心血管磁共振成像不仅能够提供心脏结构与功能，而且其高度的组织学特征能够在体实现病理影像化，因此在疾病的诊断、预后和危险分层中发挥着重要指导价值，临床应用越来越广泛。然而在国内心血管磁共振开展远不及CT，也与国外存在很大差距。如何迅速改变这种局面，尽快提高心血管磁共振诊断水平，规范化和国际化是必由之路。

       2008年，心血管领域著名国际期刊《循环•心血管影像》(Circulation：cardiovascular imaging)主编Christopher等人出版了心血管磁共振学会(Society for Cardiovascular Magnetic Resonance，SCMR)标准化心血管磁共振成像方案^[1]。随后，2013年对其进行了更新，2020年再次更新^[2,3]，于2月24日在《心血管磁共振杂志》(Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance)公开发表。中国医学科学院阜外医院心脏磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)团队以开拓者的身份紧跟国际先进水平，引领并开展一系列CMR临床与科研工作，但有待于进一步提高。笔者结合阜外医院实践经验解读国际标准化CMR成像方案，能够加速规范和指导国内CMR成像方案的制定。

1　总则

1.1　软硬件要求

       目前临床磁共振成像的主流设备场强为1.5 T或3.0 T。临床CMR大多数可在1.5 T场强下进行。其原因在于心电门控信号在1.5 T下比在3.0 T下稳定，CMR常用的平衡稳态自由进动(balanced steady-state free precession，bSSFP)序列在3.0 T下的偏共振效应更明显，更容易产生黑带伪影和流动伪影，1.5 T下安全的心脏植入物在3.0 T下未必安全等。然而，3.0 T场强相较1.5 T，提升了信号噪声比，延长了组织T1^[4]使接受对比剂灌注的组织和周围未被灌注的组织的T1差别更大，从而提高首过对比剂增强灌注和钆对比剂延迟增强成像的质量，心肌标记序列和4D血流技术也受益于更高场强。因此，总体来说3.0 T磁共振成像优势和价值日渐明显。

       CMR检查通常需要多通道线圈来进行并行采集，且需要心电门控来同步心脏节律运动。并行采集技术有敏感度编码(sensitivity encoding，SENSE)、空间谐波同时采集(simultaneous acquisition of spatial harmonics，SMASH)、全局自动校准部分并行采集(generalized autocalibrating partially parallel acquisition，GRAPPA)。

       CMR成像内容主要包括bSSFP电影成像、快速多层面心脏灌注成像、钆对比剂延迟增强(late-gadolinium enhancement，LGE)成像、相位对比血流定量成像。

1.2　负荷药物

       腺苷(adenosine)、双嘧达莫(dipyridamole)、瑞加德松(regadenoson)、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)等血管扩张药物用于负荷灌注试验。多巴酚丁胺(dobutamine)等正性肌力药物用于负荷功能试验。

1.3　钆对比剂用量与安全性

       目前应用于CMR成像的钆对比剂有钆喷酸葡胺、钆布醇、钆贝葡胺等。这些对比剂中钆浓度分为1 mmol/mL和0.5 mmol/mL。1 mmol/mL对比剂注射速度相比于0.5 mmol/mL对比剂减半。

       应用钆对比剂时，应考虑患者发生肾源性系统性纤维化(nephrogenic systemic sclerosis，NSF)和脑组织钆沉积的风险。推荐优先选择大环类钆对比剂，并且尽可能降低钆对比剂剂量^[5]。如果可能，可考虑用非对比剂增强技术替代对比剂增强技术。

1.4　心脏植入装置(起搏器和除颤仪)的安全性

       CMR检查时必须遵照植入装置说明书和相关指南评价其安全性。对于CMR扫描前植入心脏装置小于6周或者有心外膜下遗留导线的患者通常不做扫描，除非临床指征迫切并且获得患者知情同意。扫描前后检查植入装置。扫描中监测患者心电和血氧饱和度。检查场地应具备心肺复苏条件。

       依据患者的起搏器依赖性和电生理专家的建议，选择起搏器编程模式。一般来说，如果患者依赖起搏器，起搏器编程为非同步模式，如果不依赖起搏器，编程为非起搏或抑制模式。

1.5　心脏扫描层面定位

       (1)标准面定位像：可包括横轴位、冠状位、矢状位，通常在一次屏气内完成，可结合心电门控每个层面在单个心跳内采集。(2)经过胸腔的一组横轴位(8~10 mm)层面图像：可采用半傅立叶采集单次激发快速自旋回波(half-Fourier acquisition single-shot turbo spin-echo，HASTE)或单次激发bSSFP序列，在1~2次屏气内完成。(3)长轴位定位像：①垂直于横轴位层面，定位线通过心尖和二尖瓣中点(图1A)，指定左室两腔定位像[two chamber (2CH) scout](图1B)；②垂直于两腔定位像，定位线沿左室长轴并且通过二尖瓣中点和左房(图1B)，指定四腔定位像[four chamber (4CH) scout](图1C)。(4)短轴位层面(图1E)：在2CH和4CH定位像上定位线均垂直于左室长轴(不一定平行于二尖瓣环平面)(图1C、图1D)。扫描范围从左室基底到心尖。层厚6~8 mm，无间隔或间隔2~4 mm (即层厚加间隔10 mm)。(5)长轴位层面：①水平长轴(4CH)位用2CH定位像和短轴位指定，定位线沿左室长轴并且通过心尖、二尖瓣和三尖瓣中点(图1F)。短轴位上，调整定位线平分左室和右室并且平行于膈肌(图1E)。②垂直长轴(2CH)位(图1I)用水平长轴位和短轴位指定，定位线沿左室长轴并且通过心尖、二尖瓣中点和左房(图1G)。短轴位上，调整定位线通过左室前壁和后壁(图1H)。③左室三腔(three chamber，3CH)位(图1L)用基底短轴电影和4CH或2CH位指定，定位线沿着左室流出道(LV outflow tract，LVOT)中心和主动脉瓣(图1J)，并且通过心尖、二尖瓣中点(图1K)。

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图1  心脏扫描层面定位。A：标准横轴位；B：左室两腔定位像；C：四腔定位像；D：左室两腔定位像；E：短轴位层面；F：左室两腔定位像；G：水平长轴位层面；H：短轴位层面；I：垂直长轴位层面；J：短轴位层面；K：水平长轴位层面：L：左室三腔位层面
图2  肥厚型心肌病患者短轴位。A：电影成像显示左室前壁、后壁和室间隔心肌肥厚；B：钆对比剂延迟增强成像显示局灶性纤维化(箭)；初始T1 mapping (C)和增强后T1 mapping (D)室间隔区域T1值相比健康志愿者正常心肌T1值的变化均提示弥漫性纤维化(箭头)
Fig. 1  Cardiac planning. A: Axial scout image; B: Left ventricle (LV) 2 chamber long axis scout image; C: Four chamber long axis scout image; D: Left ventricular two chamber mapping; E: Short axis slice; F: LV 2 chamber long axis scout image; G: Four chamber long axis slice; H: Short axis slice; I: Two chamber long axis slice; J: Short axis slice; K: Four chamber long axis slice; L: Left ventricle 3 chamber long axis slice.
Fig.2  The short axis view in a patient with hypertrophic cardiomyopathy. A: The cine imaging shows hypertrophic myocardium in left ventricular anterior, posterior wall and septum; B: Late gadolinium enhancement imaging shows focal fibrosis (arrow); relative to normal values, the T1 value changes from both native T1 mapping (C) and post contrast T1 mapping (D) indicate diffuse fibrosis (arrow head).

2　常用扫描技术

2.1　左室(left ventricular，LV)结构和功能(图2)

       (1)短轴位电影：扫描范围从左室基底到心尖。成像层厚6~8 mm，无间隔或间隔2~4 mm (即层厚加间隔10 mm)。时间分辨率≤45 ms以保证能准确评估室壁运动。(2)由于具有高信噪比和心肌血池间的良好对比，bSSFP通常被用来进行电影成像：①降低或去除条带伪影的方法包括匀场、降低TR、调整射频脉冲频率[可应用频率搜索(frequency 'scout’)序列]；②3.0 T下，如果SSFP伪影难以纠正，可用损毁梯度回波序列代替；③一个层面电影通常在一次屏气内完成。采用呼气末屏气更加能保证位置的一致性，而采用吸气末屏气对某些患者来说更容易配合。(3)实时电影成像(选做)：为了评价心室间交互作用或对于异常节律或不能屏气的患者，标准门控电影成像不能应用时可以用实时电影成像(不同的K空间采集方法)评价左心功能。时间分辨率应尽可能≤60 ms。因为准确性和精确性欠佳，通常不用实时电影成像做左室容积定量。

2.2　右室(right ventricular，RV)结构和功能

       (1)采用类似LV结构和功能的方法，获得右室短轴位。如果用来定量，需注意基底部短轴切面应紧邻右室室壁。覆盖右室的一组横断位电影可作为右室容积计算的替代性方法。(2)可扫描右室长轴位图像：沿三尖瓣流入的右室垂直长轴位、右室流出道层面(RV outflow tract，RVOT)(经肺动脉瓣的矢状或斜矢状层面)。

2.3　首过灌注

       (1)通常采用结合bSSFP、梯度回波(gradient echo，GRE)或梯度回波-回波平面成像(GRE-echo planar imaging，GRE-EPI)杂合读出的饱和恢复成像序列在对比剂注入后立刻连续采集若干个心跳(一般至少50~60个心跳，低心排量患者需更多心跳数)的MR图像，反映心肌被灌注的过程。序列参数要求：层厚8~10 mm；层面内分辨率：<3 mm；读出时间分辨率：100~125 ms或更短。对比剂用量：0.05~0.1 mmol/kg，3~7 mL/s；盐水冲刷：≥30 mL，3~7 mL/s。(2)一个心跳至少采集三层短轴(左室基底、中、心尖段)，如果RR间期足够长，可选择性增加长轴位(4CH或2CH)。(3)在对比剂达到左室之前要求患者屏气。有运动校正技术时，可以自由呼吸下采集。

2.4　钆对比剂延迟增强(late gadolinium enhancement，LGE)(图2)

       (1)常用序列：2D分段反转恢复或相位敏感反转恢复(phase-sensitive inversion-recovery，PSIR) GRE或bSSFP。备用序列：单次激发反转恢复或PSIR bSSFP、3D相关序列。(2)成像时间要求：钆对比剂注射完毕之后10~30 min(对比剂用量见表1)。注意：如果钆对比剂用量较少，血池信号降低到比延迟强化心肌信号低时，可以延迟时间<10 min。如果做了负荷和静息灌注成像，延迟时间只需要设在第二次注射对比剂后大约5 min。(3)成像层面：同电影成像(短轴和长轴位)。(4)基本参数要求：层面厚度：同电影成像；层面内分辨率：1.4~1.8 mm；时间分辨率，即每个RR间期的采集时间：≤200 ms [采集时如果心率较快(如>90 bpm)，应该适当提高时间分辨率，即采集时间设置得更小]；反转时间(inversion time，TI)，即从反转脉冲施加到信号采集时刻的时间，应该合理设置以使正常心肌信号为零。可以用"TI scout"来指导TI的设置。"TI scout"是一个电影序列，在R波的起始施加一个反转脉冲，每个反转脉冲对应不同的反转时间，也对应正常心肌信号不同的零化程度。但是，"TI scout"通常和分段LGE序列有不一样的读出参数，因此两个序列间的正确TI略有不同。应用PSIR序列无需精确设置TI。(5)早期钆对比剂增强成像(early gadolinium enhancement，EGE)(选做)，即在对比剂注入后最早的1~3 min内成像，有助于发现早期微血管阻塞(microvascular obstruction，MVO)。(6)黑血LGE成像(选做)抑制了血液的信号，且与流动无关。因此相比于传统LGE成像，黑血LGE成像有助于鉴别心内膜下的LGE和血池。

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表1  对比剂和追加盐水的剂量和注射速度参照表
Tab. 1  Contrast and chasing saline doses and injection rates

2.5　负荷灌注(血管扩张剂)

       (1)腺苷负荷灌注成像。可选择患者在扫描仪外时注射一半腺苷，患者移到扫描仪里面时注射另一半腺苷。腺苷注射的最后1 min，注射钆对比剂，同时开始图像采集。(2)静息灌注。负荷灌注成像后对比剂排空需要至少10 min。在此期间，可完成部分电影成像(如长轴位)。使用相同剂量的钆对比剂，重复灌注成像。数据表明静息灌注意义不大，可以省略。(3)如果需要进行LGE成像，追加钆对比剂(总量0.1~0.2 mmol/kg)。

2.6　血液流动定量

       (1)通常作为其他心血管成像方案的一部分。定量流速时，要选取垂直于血流方向的切面，流速编码梯度场方向垂直通过切面。因此定量时需选择通过平面(through-plane)的流动编码梯度回波电影序列。定性时，可以选择平面内(in-plane)的流动编码梯度回波电影序列。(2) Through-plane序列定位时，可以使用已有层面，最好是两个正交层面。为了测量准确，成像平面应该：①使目标血管位于中心；②在两个空间方向上定位使之垂直于期望的主要血流方向；③位于扫描仪的磁体中心。(3)成像参数：层厚5~8 mm；平面内分辨率至少能达到血管直径的1/10。速度编码灵敏度(velocity encoding sensitivity，Venc)：需要适应期望速度，即能避免卷摺伪影的最低速度。每次扫描后，要检查相位图像有无卷摺伪影。如果存在卷摺，就应该增加Venc。如果条件允许，速度探索扫描(velocity scout)可以帮助设置最佳的Venc。时间分辨率≤50 ms，这里是指实际采集的时间分辨率。心律齐时应选择回顾性门控覆盖整个心动周期，但心律不齐时选择回顾性门控会产生错误或成像失败。(4)常用读出方法：多个心跳的K空间分段技术，单次屏气完成。备选：膈肌导航或多次信号平均(NEX，NSA)的自由呼吸方法。(5)4D FLOW CMR采集容积数据，且对流动进行三维编码。4D FLOW CMR能得到更全面更真实的流动数据，可以提供多元化的临床信息和独特视角。

2.7　Mapping成像

       Mapping成像又称为高级组织特征成像，是指利用特定脉冲序列直接测量组织的磁化驰豫或相关特征参数。检查场地的磁场强度、机型等不同对测量值均有影响^[6]。因此，各场地应该建立起自己的正常值。为了使测量准确，特别是在3.0 T下，成像前应手动匀场。

       (1) T1 mapping (图2)。①初始T1 mapping在没有对比剂注入时进行；②序列采用改良的Look Locker反转恢复(modified look locker inversion recovery，MOLLI)或缩短的MOLLI (ShMOLLI)或者其他类似序列；③一般舒张期采集，除非房颤发生时收缩期采集。扫描层面和层数视情况而定，至少要有一个短轴。应用运动校正技术增加测量准确性。成像层厚：6~8 mm，层面内分辨率：1.6~2.0 mm；④为了测量细胞外间质容积分数(extracellular volume fraction，ECV)，T1 mapping需要在对比剂注入前和注入后10~30 min内进行。并且需要测量血细胞比容，理想的测量时间是在成像前后24 h内。(2) T2 mapping。①序列采用在不同T2准备时间采集的T2准备单激发bSSFP序列、梯度-自旋回波(gradient and spin echo，GraSE)或者基于快速自旋回波的脉冲序列；② T2 mapping需要运动校正技术增加测量准确性。扫描层面和层数视情况而定，通常取短轴位。成像层厚：6~8 mm，层面内分辨率：1.6~2.0 mm。(3) T2^* mapping。①序列采用单次屏气多回波采集的梯度回波序列。这一系列有6~9个回波，起始回波大约在2 ms，直至大约18 ms，每个回波依次间隔约2 ms排列。R波后的延迟时间通常设置成0 ms；②如果患者有严重的铁沉积，为保证T2^*值测量的准确性，脉冲序列应当使用更小的回波间隔。这一系列有6~9个回波，起始回波大约在1 ms，直至大约12 ms，每个回波依次间隔约1 ms排列；③T2^* mapping应该在对比剂注入前进行，获取一个心室中部的短轴图像。成像层厚：8~10 mm；层面内分辨率：1.6~3.0 mm (见表2)。

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表2  各成像技术内容分辨率参数规范归纳
Tab. 2  The resolution criterion in different imaging techniques

3　临床应用

       SCMR指导和规范了如何利用CMR工具服务于诊断各类心脏疾病^[2]。

3.1　缺血性心脏病

       急性心梗或急性冠脉综合征：CMR对鉴别缺血和急性心肌损伤的各种非缺血征象有独特帮助。①LV结构和功能；②选做Mapping和(或)T2加权成像评价可能伴有急性坏死的水肿或炎症；③选做静息下首过灌注。如果对罪犯血管已经做了再血管化治疗，考虑使用负荷来评价非梗死区缺血情况；④选做EGE，发现是否存在早期微血管阻塞(microvascular obstruction，MVO)；⑤LGE。

       慢性缺血性心脏病和心肌活性：CMR检查不仅能记录左室形态、收缩力、活性和缺血的基线数据，还能随访评价临床事件和(或)治疗后左室重构的变化、血栓形成、瘢痕和(或)缺血情况。①LV结构和功能；②选做Mapping和(或)T2加权成像，除外其他潜在病因；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④LGE。

3.2　非缺血性心脏病

       肥厚型心肌病：成像目的包括左室质量和容积、整体功能和最大室壁厚度的测量(电影成像)，纤维化的评价(LGE和T1 mapping)和LVOT压力梯度的测量(如果有)。①LV结构和功能；②如果有LVOT梗阻，进行LVOT流动成像。通过3CH位bSSFP电影成像，检查湍流和二尖瓣瓣叶或腱索收缩期前向运动；通过相位速度测量确定压差(在3CH位上行in-plane相位速度成像或垂直于LVOT行through-plane相位速度测量)；③选做Mapping成像；④如果考虑潜在缺血，可以做血管扩张负荷灌注；⑤LGE。

       高血压性心脏病：成像目的包括左室质量、室壁厚度、容积、整体功能的测量(电影成像)和纤维化(LGE和T1 mapping)的评价。①LV结构和功能；②选做Mapping成像；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④选做主动脉和肾动脉磁共振血管造影除外高血压的继发性因素；⑤LGE。

       左室致密化不全：成像目的包括肌小梁的评价及致密化和非致密化节段室壁厚度的测量，左室容积和整体功能的测量以及血栓和纤维化的评价(LGE)。①LV结构和功能；②选做Mapping和(或)T2加权成像，除外其他潜在病因；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④LGE。

       扩张型心肌病：成像目的包括左室质量、容积和整体功能的测量(电影成像)和纤维化的评价(LGE和T1 mapping)。①LV结构和功能；②选做Mapping成像；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④LGE。

       致心律失常性心肌病：成像目的包括右室和左室容积、整体和局部功能的测量(电影成像)，右室和左室纤维化的评价(LGE)。①LV结构和功能——层厚5~6 mm；②覆盖整个右室且包含RVOT的一组横轴或斜横轴bSSFP电影图像(层厚5~6 mm)。推荐扫描沿三尖瓣流入的右室垂直长轴位电影；③选做指定横轴位或斜横轴位层面的黑血图像[双反转恢复T1加权(T1-weighted，T1W) FSE]以及加上脂肪抑制采集的同层面图像；④LGE——设置TI使右室心肌信号零化。

       铁沉积性心肌病：成像目的包括左室质量、容积和整体功能的测量(电影成像)和铁负荷的评价(T2^*成像)。①LV结构和功能；②选做T2^* mapping；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④如果左室或右室射血分数异常，考虑LGE成像。

       限制型心肌病：成像目的包括左室质量、容积和整体功能的测量(电影成像)，心肌纤维化和炎症的评价(LGE和T1 mapping)。①LV结构和功能；②选做Mapping成像；③LGE；④如果需要除外缩窄原因，可做左室中部短轴动态呼吸下实时电影成像，评价异常心室间交互作用。

       心脏结节病：成像目的包括左室质量、容积和整体功能的测量(电影成像)，纤维化(LGE和T1 mapping)、炎症或水肿(T2加权成像或T2 mapping)的评价。①LV结构和功能；②Mapping和(或)T2加权成像；③LGE。

       心肌炎：成像目的包括左室质量、容积、整体和局部功能的测量(电影成像)，炎症或水肿(T2加权成像或T2 mapping)、增大的细胞外间隙(T1 mapping，LGE)的评价。①LV结构和功能；②Mapping和(或)T2加权成像；③选做EGE；④LGE。

       癌症相关性心肌病：成像目的包括左室质量、容积、整体功能和最大室壁厚度的测量(电影成像)和心肌纤维化评价(LGE和T1 mapping)。当心肌病或心包炎考虑是由化疗药物导致时，应包括炎症或水肿(T2加权成像或T2 mapping)急性或亚急性评价。①LV结构和功能；②选做Mapping和(或)T2加权成像；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④LGE。

       毒品诱发性心肌病：成像目的包括左室质量、容积和整体功能的测量(电影成像)和纤维化的评价(LGE和T1 mapping)。①LV结构和功能；②选做Mapping和(或)T2加权成像；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④LGE。

       心脏移植后心肌病：成像目的包括左室质量、容积和整体功能的测量(电影成像)和纤维化(LGE和T1 mapping)和炎症/水肿(T2加权成像或T2 mapping)的评价。①LV结构和功能；②选做Mapping和(或)T2加权成像；③选做血管扩张负荷-静息灌注，确定是否存在可诱导性缺血；④LGE。

3.3　其他

       瓣膜病：人工瓣膜置入患者能安全地在1.5 T和3.0 T下行CMR检查。心脏跳动受力要远大于磁场受力。①准确定位瓣膜平面bSSFP电影评价瓣膜形态；②如果需要测量狭窄瓣膜口面积，推荐沿喷射束从瓣环水平到喷射束下游做零间隔或有轻微重叠的一组电影成像；③GRE或者GRE-EPI杂合序列定性显示反流优于bSSFP；④速度编码成像定量测量速度大小和方向。速度编码设置要和实际速度相匹配(即没有卷摺伪影的最小速度)；⑤使用最小TE减少高速喷射流动造成的失相位。

       心包疾病：(1) LV结构和功能；(2)选做T1或T2加权FSE图像(加或不加脂肪抑制)，扫描2~3个代表性长轴和3~4个代表性短轴位以测量心包厚度(正常≤3 mm)。如果怀疑心包囊肿，参考肿瘤成像方案；(3)如果局部心包增厚明显，选做GRE心肌标记电影序列证明是否存在心外膜与心包间的滑动(2~3个长轴和1~2个短轴位电影)；(4)动态呼吸运动下实时电影成像有助于心室交互作用的评价。①优选心室中部短轴层面；②电影成像的时间分辨率小于60 ms；③要求患者深吸气深呼气，总的成像时间应该至少有2个完整呼吸周期；④吸气开始时有异常室间隔运动(舒张早期室间隔平直或反向)符合缩窄病因；(4) LGE——加和不加脂肪抑制采集有助于鉴别心外膜或心包下脂肪和心包炎症。

       心脏和心脏旁肿瘤，包括血栓：①LV结构和功能；②T1W FSE、T2W FSE加脂肪抑制(选做不加脂肪抑制)——经过肿瘤和周围组织的层面(层数取决于肿瘤大小)；③经过肿瘤层面的首过灌注；④T1W FSE加脂肪抑制(钆对比剂注入后早期)；⑤增强后重复指定层面的bSSFP电影(选做)；⑥LGE。设置TI (1.5 T下500~550 ms，3.0 T下850~900 ms)使血栓信号零化，有助于鉴别血栓和肿瘤或描述血栓和肿瘤的关联特点或包围关系。连续LGE成像能帮助鉴别是低灌注的肿瘤坏死区还是血栓。

       综上，对2020年SCMR标准化心血管磁共振成像方案进行了解读。结合本单位经验，增加了心脏扫描层面定位规范。根据中国国情对常用扫描技术内容进行了增删，描述了临床各类心脏疾病的CMR检查方法。